ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТВД И ТВВД

Характер протекания скоростных характеристик ТВД обуславливается характером изменения расхода воздуха и характером изменения удельной эквивалентной мощности двигателя по скорости полета. Рассмотрим этот вопрос сперва для случая, когда у двигателя нет ограничений по максимально допустимой мощности, передаваемой через редуктор на ВИШ.

Расход воздуха возрастает с ростом скорости полета таким же образом, как и у ТРД , т.е. вначале (при малых скоростях полета) остается практически постоянным, а потом возрастает всё быстрее. Но так как максимальное число М полета у самолетов с ТВД (и ТВВД) не превышает обычно » 0,8, максимальный прирост расхода воздуха составляет примерно 30…35 %.

Работа цикла в ТРД передается, в основном, на тянущий винт. Поэтому удельная эквивалентная мощность N_экв.уд= L_экв= приблизительно равна работе цикла, а, следовательно, изменяется по скорости полета примерно так же, как и работа цикла. Но степень повышения давления в компрессоре ТВД на максимальном режиме обычно близка к оптимальной или не на много больше её. А скорости полета самолетов с ТВД сравнительно невелики. Поэтому в первом приближении работу цикла ТВД, а вместе с ней и удельную эквивалентную мощность двигателя, можно считать мало изменяющимися по скорости полета

Следовательно, эквивалентная мощность изменяется по скорости полета примерно так же, как и расход воздуха, т.е. возрастает при переходе от минимальных к максимальным скоростям полета (и отсутствии ограничений) примерно на 30 … 35 %, кок показано на рис. 43.4.

Удельный расход топливаС_экв на максимальном режиме с ростом скорости полета несколько уменьшается вследствие того, что рост скорости обуславливает увеличении степени повышения давления в цикле двигателя, что ведет к увеличению внутреннего КПД цикла. Но так как повышение при увеличении скорости до невелико, то и снижение С_экв при этом также сравнительно невелико (см. рис 43.4).

Высотные характеристики ТВД при отсутствии ограничений по мощности протекают, в общем, так же, как и высотные характеристики ТВаД (если у ТВаД тоже нет ограничений по мощности) - на максимальном режиме убывает с увеличением высоты полета, но медленнее, чем атмосферное давление, а при Н >11 км убывает пропорционально атмосферному давлению. Удельный расход топлива С_экв также несколько снижается с увеличением высоты, а при Н >11 км остается постоянным

Дроссельные характеристики ТВД со свободной турбиной в виде зависимости эквивалентной мощности и удельного расхода топлива от частоты вращения турбины компрессора (или одного из валов газогенератора) протекают также, как и у ТВаД . Для одновальных ТВД, у которых в широком диапазоне режимов частота вращения не изменяется, дроссельные характеристики представляются обычно в виде зависимости (в данных условиях полета) эквивалентной мощности и эквивалентного удельного расхода топлива от часового расхода топлива. Примерный характер их протекания представлен на рис. 43.5.

Влияние ограничения мощности. Рассмотрим далее, как отражаются на скоростной и высотной характеристиках ТВД наличие ограничения максимальной мощности, которую можно передать через редуктор на ВИШ.

Рис. 43.6

Скоростная характеристика. Если на данной высоте полета ограничение мощности наступает при некоторой скорости V_огр = V₁ , то с дальнейшим увеличением скорости полета необходимо уменьшать температуру газов перед турбиной (по сравнению с максимальной) и, соответственно, несколько ограничивать подачу топлива с тем, чтобы иметь мощность на валу ВИШ неизменной. В этом случае практически неизменной будет при V > V_огр и эквивалентная мощность , как показано на рис. 43.6.

Уменьшение , т.е.снижение степени подогрева рабочего тела в цикле двигателя D ведет к снижению внутреннего КПД двигателя и, как следствие, к возрастанию (см. рис. 43.6)

Рис. 43.7

Высотная характеристика. Если при данной скорости полета ограничение мощности ТВД (по прочности редуктора) возникает при высоте полета, меньшей некоторой высоты Н_огр = Н₁ , то, также, как и для скоростной характеристики, в области ограничения (т.е. при H < H_огр ) эквивалентная мощность будет оставаться практически постоянной, а удельный расход топлива будет заметно увеличиваться с уменьшением Н вследствие необходимости снижения ля ограничения мощности, как показано на рис. 43.7.

Отметим также, что эксплуатационные характеристики ТВВД не имеют принципиальных отличий от эксплуатационных характеристик ТВД со свободной турбиной.